Vědecká herna II. Zpracovala RNDr. Věra Bdinková ve spolupráci se žáky VIII.C, část foto Jan Šimoník a Tomáš Černohorský z VIII.A
Krasohled /kaleidoskop/ /optika, odraz světla/ Krasohled je hračka stará více jak 150 let. Má mnoho variant: s drobnými tělísky korálky se zkumavkou a plovajícími tělísky s otáčejícím se kruhem se vzory s čočkou Podívejte se do krasohledu proti světlu a pomalu jím otáčejte. Uvidíte několikanásobné opakovaní měnícího se výseku obrazu. Prostor uvnitř tvoří 3 zrcadla (vytvářející vnitřek pláště trojbokého hranolu), která opakovaně zobrazují motiv. Je-li uvnitř 20 korálků a budeme-li otáčet krasohledem 10 x za minutu, museli bychom se dívat 460miliard hodin, abychom viděli všechny možné kombinace.
Levitující láhev /mechanika, těžiště, stabilní poloha tělesa/ Hrdlo láhve zasuneme do otvoru desky, desku postavíme malou spodní plochu na stůl tak, aby byla láhev ve vodorovné poloze. Deska bude v šikmé poloze. Láhev nespadne, stále se vznáší ve vodorovné poloze. Celá soustava je ve stabilní poloze. Opěrná ploška desky se nachází pod těžištěm soustavy destička láhev.
Magická levitující tužka /magnetismu, magnetické pole, magnetická síla/ Tužku opřeme o svislou destičku a roztočíme. Tužka zůstane viset ve vzduchu a točí se. Tužka se vlastně vznáší na magnetickém polštáři. Podstavec i tužka obsahují feritové magnety, které jsou účelně tvarované a zmagnetované. Jsou otočeny souhlasnými póly, protopůsobí odpudivá síla. Svislá přepážka, o kterou je opřena tužka, zabraňuje přetočení tužky.
Model elektrického článku /elektřina, zdroj napětí/ Polož každou ruku na jednu z kovových destiček a sleduj výchylku ampérmetru, který měří elektrický proud. Tento pokus si mohou vyzkoušet i dva experimentátoři: Každý z nich dá jednu ruku na jednu destičku. První dá jednu ruku na jednu kovovou destičku, druhou se chytne kamaráda, který dá volnou ruku na druhou kovovou destičku. Společně s kovovými destičkami vytvořil člověk elektrický článek. Každý elektrický článek je tvořen dvěma různými kovy a nádobou s elektrolytem (roztok solí, kyseliny, ) Pokus dvou experimentátorů znázorňuje 2 možnosti propojení dvou elektrických článků (paralelní a sériové).
Nádoba se záhadnou kapalinou /mechanika kapalin a plynů/ Spodní nádobu vezmeme do rukou. Kapalina stoupá do horní nádoby. Chcemeli dostat kapalinu zpět, necháme ji delší dobu stát nebo chytneme do rukou horní nádobu. Uvnitř nádoby je kapalina. Zahřívám-li spodní nádobu, zahřívá se i vzduch. Dochází ke zvětšení jeho tlaku a ten vytlačí kapalinu do horní nádoby.
Pískající ruka /akustika, vznik zvuku/ Překlop ruku z jedné svislé polohy do druhé. Z trubice přitom vychází zvláštní skřípavý zvuk. Ruka vlastně představuje běžnou píšťalu. Foukání vzduchu však obstarává kovový váleček padající po překlopení uvnitř trubice. Píšťala je uvnitř válečku. Ten padá pomalu a ovlivňuje tak zvláštnost vydávaného zvuku.
Pokladnička zlodějka /optika, rovinné zrcadlo, odraz světla/ Vhodíme-li do otvoru v pokladničce minci, ztratí se. Jedná se vlastně o trik. Pokladnička-kostka ve skutečnosti není prázdná, ale je úhlopříčným zrcadlem rozdělená na dvě části. Zrcadlo zobrazuje polovinu kostky, zrcadlo nevidíme a nám se zdá, že je pokladnička uvnitř prázdná.
Poslušná káča / magnetismus, magnetizace/ Roztoč káču a dej ji k plechovému hádku (případně drátu ). Káča objíždí hádka po celém obvodě. V hrotu káči je silný feritový magnet, Hádek je z plíšku obsahujícího železo, a proto se zmagnetuje.
Dvojitá optická káča /mechanika,optika, setrvačnost, otáčivý pohyb, optické iluze/ Každou káču roztočíme a sledujeme vznikající zajímavé optické jevy. Roztočené káči můžeme umístit na oba konce paličky. Na spodním konci paličky je magnet, na horním konci paličky je malý otvor. Káča je velmi stará hračka. Je to vlastně setrvačník. Optické jevy jsou v podstatě zajímavé optické iluze, které vznikají při otáčení různých zajímavých vzorů a obrazců.
Přesýpací hodiny bez písku /hydromechanika, plování těles/ Převraťte nádobky a sledujte pohyb barevných kapalin nebo částeček v kapalině. Jak je možné, že se některé částečky pohybují dolů a některé nahoru. Spojené nádoby neobsahují písek, ale vzájemně se nemíchající kapaliny různých barev nebo kapalinu s částečkami. Liší se také hustotou. Určitý systém a pořádek při přesýpání zajišťuje kanálek uprostřed hodin. Je-li hustota částeček větší než hustota kapaliny, pohybují se dolů, v opačném případě nahoru.
Eulerův disk /mechanika, polohová a pohybová energie, jejich přeměna/ Dej na disk některý kruh nebo kruhové výseče s hologramovými vzory. Pak ho roztoč ve svislé poloze a sleduj jeho pohyb až do úplného zastavení. Disk roztočíme ve svislé poloze na mírně dutém zrcadle.tím získá polohovou energii a pohybovou energii. Po roztočení se disk začne pomalu sklápět. Jeho polohová energie se přitom začne přeměňovat na energii pohybovou a disk se otáčí stále rychleji. Téměř ve vodorovné poloze se disk pohybuje velmi rychle a roztáčí pod ním i tenkou vzduchovou vrstvu. Pod diskem vznikne podtlak a okolní vzduch ho prudce přitlačí k zrcadlu. Zajímavé jsou i doprovodné akustické a optické jevy.
Galileův teploměr (hydromechanika, termika, vztlaková síla, závislost hustoty kapaliny na teplotě) Každá plovající koulička má plombu s určitým údajem teploty. Teplota v místnosti leží mezi teplotami, které odečteme z kouličky, která stoupla k hladině jako poslední a první připravenou ke stoupnutí k hladině. Tento teploměr zhotovil Galileo Galilei (1564 1642). Hustota kapaliny se mění s teplotou. Skleněné kouličky jsou naplněny vodou, přesně vyváženy a uzavřeny (přesnost vyvážení setiny gramu). Kouličky jsou označeny teplotou. Podle změny teploty v kapalině různě klesají a stoupají.
Gyroskop /mechanika, setrvačník/ Provázek navineme okolo osy. Podržíme ho mezi prsty a prudce zatáhneme za provázek. Gyroskop se roztočí a stojí na prstu nebo na podstavci. Jedná se vlastně o setrvačník a umělý horizont.
Kinetóny mechanika, elektromagnetismus, přeměna energií, pohyb vodiče s el.proudem v magnetickém poli/ Pozorujte kinetóny. Pohybují se vytrvale a lehce, tak jako by nebylo nic potřebné pro udržování jejich věčného pohybu. V každém kinetónu je umístěno nějaké poháněcí zařízení baterie, elektromagnet, elektromotorek, často i generátor impulsů. Síly se přenáší pomocí osek, tyčinek, lana někdy za pomoci magnetických polí.
Skotačivý mýval / mechanika,pohyb, změna polohy tělesa/ Do míčku dáme elektrický článek 1,5 V, zapneme a míček s mývalem dáme na zem. Zdá se nám, že mýval popostrkuje míček před sebou. Mýval je připevněn ke kouli. Uvnitř koule je elektromotorek s el.článkem, který je excentriky umístěn u povrchu a otáčí se dokola. Tím se mění celé těžiště koule, a ta se zajímavě pohybuje i s připevněným mývalem.
Solární moucha / optika, mechanika, přeměna energií/ Světlem svítíme na plochou destičku na hlavě mouchy. Ta se začne otáčet. Destička je solární článek, ve kterém se přeměňuje světelná energie na elektrickou. Ta pak roztáčí malý elektromotorek umístěný ve spodní části mouchy.
Žíznivý kačer /termika, mechanika, vypařování, podtlak, těžiště,.../ Zobák ptáka namočíme do vody v pohárku a ptáka pustíme. Pták se kývá pravidelně a občas se předkloní tak, že se opět napije z pohárku. Zdá se nám, že pták je zdánlivým perpetem mobilem. Po namočení zobáčku do vody dochází k odpařování vod, následně k ochlazení a snížení tlaku. V nádobce v těle ptáka je kapalina - éter. Ten začne díky snížení tlaku u zobáku stoupat trubičkou. Až vystoupí nahoru, horní část těla se převáží a pták se skloní až k pohárku. Když je těleso v této poloze, část kapaliny přeteče z hlavičky do břicha ptáka (otevřený konec trubičky je nad hladinou kapaliny v bříšku). Změní se poloha těžiště a kačer se vztyčí. Cyklus se opakuje..
Magnetické jo-jo /magnetismus, mechanika, magnetická síla, přeměna energií/ Kolečko dáme na ocelovou dvoulinku a mírně nakloníme, kolečko se pohybuje dolů. Budeme-li naklánět dvojlinku střídavě nahoru a dolů, kolečko se bude nepřetržitě pohybovat. Na koncích osy kolečka jsou ferity, které drží kolečko na ocelových tyčkách. Při pohybu dvoutyček dodáváme vždy soupravě energii polohovou, která se přeměňuje na energii pohybovou. Je to vlastně magnetické jo-jo.
Tibetská mísa /akustika, vznik zvuku,, interference zvuku/ Je yrobena ze 7 kovů (zlato, stříbro, rtuť, měď, železo, cín, olovo).každý kov produkuje určitý zvuk, včetně harmonických tónů, a dohromady vytvářejí vyjímečně znělý a bohatý zvuk. Když udeříte do mísy, můžete přímo cítit, jak se kolem stěny mísy hýbe vzduch. Úderem paličkou nebo třením obvodu mísy naplněné vodou lze snadno vidět zviditelněné vibrace vodní hladiny. Vibrující vlnky se dokonce setkávají a vznikají fontánky nebo spršky drobných kapek. Palička drhne o okraj mísy a mísu rozkmitá. Mísa vydává zvuk. Kmitání se předává i do vody, různě se od stěn odráží a pak skládá.